Name: minimally invasive muscle embedding (mime) - a novel experimental technique to facilitate donor-cell-mediated myogenesis
Uploaded: 2017-08-24T13:00:00
Duration: 9 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis at JoVE.com

هذا العمل أمكن "منحة الطيار" من التحالف للتجدد تأهيل البحث والتدريب (ع3T) ومجموعة بدء التشغيل كلية من جامعة ولاية وين بجرة. AR3T تدعمه يونيس كينيدي شرايفر الوطني معهد صحة الطفل والتنمية البشرية (NICHD) والمعهد الوطني للاضطرابات العصبية و "السكتة الدماغية" (NINDS)، والوطني معهد للطب الحيوي التصوير و "الهندسة الحيوية" (نيبيب ) من المعاهد الوطنية للصحة بموجب قرار التحكيم رقم P2CHD086843. المحتوى هي المسؤولة الوحيدة عن المؤلفين ولا تمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية "المعاهد الوطنية للصحة".

<ol>
	<li>Mauro, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+cell+of+skeletal+muscle+fibers.">Satellite cell of skeletal muscle fibers.</a> J Biophys Biochem Cytol. 9, 493-495 (1961).</li><li>Robertson, T. A., Grounds, M. D., Papadimitriou, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elucidation+of+aspects+of+murine+skeletal+muscle+regeneration+using+local+and+whole+body+irradiation.">Elucidation of aspects of murine skeletal muscle regeneration using local and whole body irradiation.</a> J Anat. 181 (Pt 2), 265-276 (1992).</li><li>Charge, S. B., Rudnicki, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+molecular+regulation+of+muscle+regeneration.">Cellular and molecular regulation of muscle regeneration.</a> Physiol Rev. 84 (1), 209-238 (2004).</li><li>Brack, A. S., Rando, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-specific+stem+cells:+lessons+from+the+skeletal+muscle+satellite+cell.">Tissue-specific stem cells: lessons from the skeletal muscle satellite cell.</a> Cell Stem Cell. 10 (5), 504-514 (2012).</li><li>Krag, T. O., Hauerslev, S., Sveen, M. L., Schwartz, M., Vissing, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Level+of+muscle+regeneration+in+limb-girdle+muscular+dystrophy+type+2I+relates+to+genotype+and+clinical+severity.">Level of muscle regeneration in limb-girdle muscular dystrophy type 2I relates to genotype and clinical severity.</a> Skelet Muscle. 1 (1), 31 (2011).</li><li>Skuk, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dystrophin+expression+in+myofibers+of+Duchenne+muscular+dystrophy+patients+following+intramuscular+injections+of+normal+myogenic+cells.">Dystrophin expression in myofibers of Duchenne muscular dystrophy patients following intramuscular injections of normal myogenic cells.</a> Mol Ther. 9 (3), 475-482 (2004).</li><li>Beauchamp, J. R., Morgan, J. E., Pagel, C. N., Partridge, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+myoblast+transplantation+reveal+a+discrete+minority+of+precursors+with+stem+cell-like+properties+as+the+myogenic+source.">Dynamics of myoblast transplantation reveal a discrete minority of precursors with stem cell-like properties as the myogenic source.</a> J Cell Biol. 144 (6), 1113-1122 (1999).</li><li>Sakellariou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuromuscular+electrical+stimulation+promotes+development+in+mice+of+mature+human+muscle+from+immortalized+human+myoblasts.">Neuromuscular electrical stimulation promotes development in mice of mature human muscle from immortalized human myoblasts.</a> Skelet Muscle. 6 (1), 4 (2015).</li><li>Collins, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+function,+self-renewal,+and+behavioral+heterogeneity+of+cells+from+the+adult+muscle+satellite+cell+niche.">Stem cell function, self-renewal, and behavioral heterogeneity of cells from the adult muscle satellite cell niche.</a> Cell. 122 (2), 289-301 (2005).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+skeletal+muscle+xenograft+as+a+new+preclinical+model+for+muscle+disorders.">Human skeletal muscle xenograft as a new preclinical model for muscle disorders.</a> Hum Mol Genet. 23 (12), 3180-3188 (2014).</li><li>Juhas, M., Engelmayr, G. C., Fontanella, A. N., Palmer, G. M., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic+engineered+muscle+with+capacity+for+vascular+integration+and+functional+maturation+in+vivo.">Biomimetic engineered muscle with capacity for vascular integration and functional maturation in vivo.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (15), 5508-5513 (2014).</li><li>Lin, H., Cheng, A. W., Alexander, P. G., Beck, A. M., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cartilage+tissue+engineering+application+of+injectable+gelatin+hydrogel+with+in+situ+visible-light-activated+gelation+capability+in+both+air+and+aqueous+solution.">Cartilage tissue engineering application of injectable gelatin hydrogel with in situ visible-light-activated gelation capability in both air and aqueous solution.</a> Tissue Eng Part A. 20 (17-18), 2402-2411 (2014).</li><li>Latil, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+muscle+stem+cells+adopt+a+dormant+cell+state+post+mortem+and+retain+regenerative+capacity.">Skeletal muscle stem cells adopt a dormant cell state post mortem and retain regenerative capacity.</a> Nat Commun. 3, 903 (2012).</li><li>Maykel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NOD-scidIl2rg+(tm1Wjl)+and+NOD-Rag1+(null)+Il2rg+(tm1Wjl)+:+a+model+for+stromal+cell-tumor+cell+interaction+for+human+colon+cancer.">NOD-scidIl2rg (tm1Wjl) and NOD-Rag1 (null) Il2rg (tm1Wjl) : a model for stromal cell-tumor cell interaction for human colon cancer.</a> Dig Dis Sci. 59 (6), 1169-1179 (2014).</li><li>Casar, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heparan+sulfate+proteoglycans+are+increased+during+skeletal+muscle+regeneration:+requirement+of+syndecan-3+for+successful+fiber+formation.">Heparan sulfate proteoglycans are increased during skeletal muscle regeneration: requirement of syndecan-3 for successful fiber formation.</a> J Cell Sci. 117 (Pt 1), 73-84 (2004).</li><li>Hardy, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+Study+of+Injury+Models+for+Studying+Muscle+Regeneration+in+Mice.">Comparative Study of Injury Models for Studying Muscle Regeneration in Mice.</a> PLoS One. 11 (1), e0147198 (2016).</li><li>Roberts, P., McGeachie, J. K., Grounds, M. D., Smith, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initiation+and+duration+of+myogenic+precursor+cell+replication+in+transplants+of+intact+skeletal+muscles:+an+autoradiographic+study+in+mice.">Initiation and duration of myogenic precursor cell replication in transplants of intact skeletal muscles: an autoradiographic study in mice.</a> Anat Rec. 224 (1), 1-6 (1989).</li><li>Tidball, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+muscle+injury,+repair,+and+regeneration.">Mechanisms of muscle injury, repair, and regeneration.</a> Compr Physiol. 1 (4), 2029-2062 (2011).</li></ol>

المؤلفين قد لا تضارب المصالح المالية.

نقدم هنا، بروتوكول مفصل لتقنية تجريبية الرواية المعروفة MIME، نمواً في المختبر، زرع أنسجة العضلات المانحة إلى أنسجة العضلات المضيف. وهذا هو تكييف العضلات مفتوحة تطعيم الأسلوب الذي قد ثبت بالفعل أن تكون فعالة في تشجيع الجهات المانحة-خلية-توسط ميوجينيسيس في مضيف العضلات9،،من1017.
وهدف MIME هو عدم تمكن engraftment أنسجة العضلات المانحة نفسها في العضلات المضيف (حاليا لا نعرف إذا كان هذا يحدث)، ولكن بدلاً من ذلك على توفير مصدر للمانحين المنبوذة التي يمكن أن تسهم في ميوجينيسيس في العضلات المضيف تحت الظروف التي تحفز م تجديد أوسكلي. وأملنا هو أن بعد تم الأمثل MIME واختبارها في الدراسات الأساسية والاكلينيكية، يمكن أن توفر معلومات قيمة لتوجيه العلاجات السريرية تهدف إلى زيادة تجديد العضلات في عضلات الهيكل العظمى التي خضعت لفقدان العضلات شذوذ.
وهناك العديد من الأسئلة التي لا يزال يتعين الإجابة عليها فيما يتعلق بكيفية MIME يمكن أن تترجم إلى علاج السريري، وعلى سبيل المثال: كيف يمكننا مراقبة نوعية الأنسجة المانحة؟ كيف يمكننا التحكم الرفض المناعي للخلايا والأنسجة المانحة؟ يتم مسح الأنسجة المانحة بعد توفير الخلايا ميوجينيسيس أو أنه ترك ندبة تليفية؟ هل يؤثر نوع ألياف العضلات المانحة و/أو المضيف ميوجينيسيس خلية توسطت المانحة؟ العضلات التي يمكن أن تستفيد عمليا من MIME؟ ونقوم حاليا بتوسيع لدينا دراسات تقييم ما إذا كان MIME آمنة وفعالة، وتحديد العلاجات مرافقة التي يمكن زيادة ميوجينيسيس المستمدة من الجهات المانحة، والإجابة على العديد من الأسئلة، المذكورة أعلاه.
بعد الانتهاء من تجاربنا من الماوس لزرع متمكنة مع MIME، خطوتنا التالية لأداء MIME الإنسان للماوس مع الأنسجة البشرية المأخوذة لتقييم إمكانات شذوذ أنسجة العضلات المأخوذة. ونتوقع أن تؤدي هذه التجارب إلى خط جديد للبحوث الأساسية ومتعدية الجنسيات، الذي ينطوي على أنسجة العضلات من الجهات المانحة، التي تسجل في مبادرات مثل "البرنامج وصية الهيئة" للتعليم والبرنامج "هدية من الحياة" للتبرع بالأعضاء .
ممثلة من البيانات المعروضة في هذه المخطوطة تشير إلى أن 14 يوما بعد MIME، هناك عدة ميوفيبيرس قابلة للحياة التي تفتقر إلى التجارة والنقل أو مستويات منخفضة من التجارة والنقل. وتفسيرنا لهذه البيانات أن الخلايا الأقمار الصناعية التجارة والنقل والجهات المانحة ساهمت في ميوجينيسيس في العضلات المضيف. ونحن إجراء هذه التجربة استعدادا لزرع الأنسجة البشرية المأخوذة في العضلات ماوس مضيف. ليثبت دون لبس أن الخلايا الأقمار الصناعية المانحة المساهمة في ميوجينيسيس في العضلات المضيف بعد MIME، سيكون من المفيد زرع الأنسجة المانحة التي تعرب عن مراسل نيون، التي يمكن تمييزها بسهولة من التجارة والنقل (مثلاً، الأحمر نيون البروتين معربا عن الأنسجة المانحة مزروع في التجارة والنقل + العضلات المضيف).
ويحد هذا الأسلوب أساسا طبيعة الطوائف المنبوذة في الأنسجة المانحين. إذا المنبوذة في الأنسجة المانحة قابلة للتطبيق، التقنية التي من المرجح أن تيسير ميوجينيسيس خلية توسطت المانحين، في حين إذا لم تكن قابلة للاستمرار، ولا تحدث ميوجينيسيس. ومع ذلك، منذ المنبوذة جداً مرنة وقابلة للتطبيق لحوالي 2 أسابيع بعد الوفاة، أنه من المحتمل جداً أن تيسر الأنسجة المانحين التي تم زرعها في غضون دقائق قليلة بعد الحصاد لأغراض تجريبية، خلية توسطت المانحة ميوجينيسيس13 . بالإضافة إلى ذلك، وكما أشير أعلاه، فمن الممكن أنه منذ النسيج العضلي كله (الذي يحتوي على الطوائف المنبوذة، وألياف العضلات ناضجة، فضلا عن المقيمين العضلات الليفية) مضمن في العضلات المضيف، يمكن أن يحدث التليف. ومع ذلك، هذا الافتراض يحتاج إلى دراسة تجريبية. الأدب في العضلات الضرر الناجم عن تقلصات الضارة، وكريوينجوري، وميوتوكسينس التجريبية، يوحي بأن الخلايا المناعية (أساسا الضامة) قادرة على إزالة الحطام الخلوية من الألياف التالفة ويعيد البناء بفعالية 18من المصفوفة خارج الخلية. ولذلك، فمن الممكن أن بعد حقن2 MIME و BaCl، طالما الخلايا المناعية المضيف الحصول على ألياف العضلات المانحة تردي، أنهم يمكن مسح الحطام، تاركين وراءهم فقط الجهة المانحة المنبوذة. أخيرا، مدى ميوجينيسيس المستمدة من المانحين يعتمد على مقدار أنسجة العضلات المانحة المضمنة في العضلات المضيف. في ترتيب لحجرة العضلات المضيف يكون repopulated تماما من ميوفيبيرس المستمدة من الخلية المانحة، يتطلب أسلوب مثل التشعيع X أو أشعة غاما يجتذ المضيف العضلات المنبوذة وتتطلب أيضا إجراءات MIME المتكررة.
وقد ثبت أن جراحيا تعريض عضلة مضيف وخياطة قطعة من الأنسجة المانحين على العضلات المضيف يمكن أن ييسر خلية توسطت المانحة ميوجينيسيس9،،من1017. هذا النهج الجراحية المفتوحة قد استخدمت في الماضي لتعقب تقدم ميوجينيسيس وتوليد نماذج الماوس من أمراض العضلات البشرية. الجانب الابتكاري لتقنية MIME هو أنه يتم كسبها ولا تنطوي على تعريض عضلة المضيف جراحيا. وهذا يقلل من خطر العدوى علاجية المنشأ والدرجة من عدم الراحة في الحيوان المضيف، وبالتالي جعلها أكثر جدوى لتنفيذ MIME مرارا وتكرارا على العضلات المضيف نفسه إذا لزم الأمر.
نحن نتوقع أن تقنية MIME قد صقل مناسبة للنهج الجراحية المفتوحة المتبع حاليا زرع أنسجة العضلات المانحة إلى ماوس مضيف. وهذا يمكن أن يعجل توليد نماذج الماوس أنسنة، عن طريق تضمين فحص العضلات البشرية في العضلات الماوس المضيف. بالإضافة إلى ذلك، استناداً إلى البيانات الأولية من الماوس لتطعيم، ونحن نتوقع أن MIME ستكون فعالة في تحقيق ميوجينيسيس المانحة الخلية-بوساطة من الأنسجة البشرية المأخوذة من الجهات المانحة ما دامت قابلة للمانحين المنبوذة. وأخيراً، مع إجراء اختبارات إضافية، والتحقق من صحة، نأمل أن تقنية MIME سيساعد في تطوير علاجات جديدة لتسهيل ميوجينيسيس المانحة-خلية-توسط في البشر المصابين بأمراض العضلات.
أن نجاح هذا الأسلوب MIME يتوقف بصورة حاسمة على التحديد تضمين الأنسجة المانحين داخل المقصورة اللفافي (ابيميسيوم) للعضلات المضيف. إلا إذا تم وضع الأنسجة المانحين داخل حجرة العضلات المضيف، سوف تكون قادرة على تقديم الطوائف المنبوذة للعضلات المضيف بشكل دقيق. إذا تم وضع الأنسجة المانحة خارج العضلات المضيف، أنها غير واضحة بشأن ما سيكون مصيرها. في نموذجنا التجريبي ل MIME، نستخدم العضلات تا كالعضلات المضيف، نظراً لأنها بارزة وسطحي يوضع في الجانب أنتيرولاتيرال من الساق. حجم واتجاه وموقف التشريحية للعضلات تا، يجعل من السهل لتأكيد أن الأنسجة المانحة يتم وضعها بشكل صحيح داخل عضلة المضيف تا بعد MIME. في هذه الورقة، وقد قدمنا الأدلة التجريبية أن الأنسجة المانحة إعادةأنابيب المضمنة في المضيف العضلات تا في MIME بعد 3 أيام، وأن هناك من ميوجينيسيس خلية توسطت المانحين في العضلات المضيف في MIME بعد 14 يوما.

صحة الهيكل العظمى والعضلات، حتى ولو بعد الانقسامية، تمتلك قدرة التجدد ممتازة بسبب وجود خلايا الأنسجة-المقيم شذوذ المعروفة باسم الخلايا الأقمار الصناعية (المنبوذة)1،2؛ واستعرضت في3،4. غير أن الظروف المرضية الناجمة عن ضمور العضلات، الصدمات النفسية أو الشيخوخة المتسارعة، وتجديد العضلات قد لا مواكبة انهيار العضلات، وهكذا، يحدث فقدان الألياف العضلية التدريجي5. على الرغم من أن قد وضعت أساليب فعالة لعزل الطوائف المنبوذة من العضلات وتوسيعها في الثقافة لتوليد إعداد كبيرة من ميوبلاستس (وفي وقت لاحق myotubes)، قد محاولات لتوليد الأرقام ذات الصلة فسيولوجيا من ألياف العضلات في العضلات المضيف أسفرت عن نجاح الحد الأدنى فقط6. كما مع العديد من أنواع الخلايا الأخرى، عندما يتم حقن myoblasts وحدها في أنسجة المضيف، ومعظم الخلايا لا انجرافت7،8. وقد أظهرنا أن التحفيز الكهربائي العضلية (NMES) يسهل ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة في العضلات الماوس المضيفة تفتقر إلى التجديد التي تم حقن مع ميوبلاستس البشرية8. الآخرين قد أثبتت أن العضلات فحص تطعيم جراحيا أو ألياف العضلات واحدة مع الطوائف المنبوذة المرفقة، تيسير ميوجينيسيس معتدلة حتى بدون NMES، مما يوحي بأن غرس كله ألياف العضلات مع الطوائف المنبوذة قد يكون أكثر فائدة من غرس شذوذ الخلايا وحدها9،10. منذ الجهات المانحة أو أنسجة العضلات هندسيا المطعمة في العضلات المضيف تنتج نتائج أفضل من زرع الخلايا وحدها، فمن الممكن أن الأنسجة أو هياكل مثل الأنسجة قد توفير إشارات حاسمة من أجل engraftment الخلية المانحة؛ مفهوم الذي يتضح بشكل متزايد في علاج الخلايا دراسات تشمل الخلية مختلف أنواع10،،من1112.
البيانات الأخيرة تشير إلى أن الطوائف المنبوذة التي تم الحصول عليها من البشر أكثر من أسبوعين بعد الوفاة توليد ميوتوبيس في الثقافة13. ولذلك نحن عازمون على تقييم ما إذا كان سيتم عكس غرس العضلات أنسجة تحصد الجثة إلى مضيف معيشة فقدان الألياف العضلية. قمنا بتطوير تقنية جديدة تسمى MIME زرع أنسجة العضلات المانحة إلى أنسجة العضلات الهيكلية من مضيف المعيشة من أجل تعزيز ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة. MIME ينطوي على تمرير إبرة جراحية من خلال العضلات المضيفة لإنشاء مسار إبرة؛ رسم شريحة صغيرة من أنسجة العضلات المانحة خلال المسار إبرة؛ ترك الأنسجة المانحة جزءا لا يتجزأ من العضلات المضيفة؛ وإغلاق الثقوب إبرة مع لاصق الأنسجة. بعد ممارسة هذا الأسلوب في الفئران euthanized درس في تجارب أخرى، الآن بإجراء MIME في الفئران الحية التي العوز ونعرب عن أوبيكويتوسلي بروتين فلوري أخضر (التجارة والنقل)، والمتابعة في 3 و 14 يوما بعد انتهاء MIME. في MIME بعد 3 أيام، ونحن نؤكد أن المانحين الماوس (بروتينات فلورية خضراء-) مؤسسة كهرباء لبنان العضلات مزروع في الماوس المضيف (بروتينات فلورية خضراء +) تا العضلات، يظل جزءا لا يتجزأ من العضلات المضيف. في MIME بعد 14 يوما، بعد إصابة ميوتوكسين2 BaCl للحث على الأضرار وميوجينيسيس، أننا نؤكد أن حوالي 5%، 26%، 26% و 43% من الألياف في مضيف واحد العضلات تا إظهار لا مساهمة المضيف، مساهمة المضيف الحد الأدنى، والمضيف معتدل مساهمة، والأعلى مساهمة، المضيف على التوالي. ويعتبر التنو المركزية (علامة انحطاط وتجديد لاحقة) في حوالي 95% ألياف العضلات تا بعد حقن MIME وميوتوكسين.
نحن دراسة العضلات تا 14 يوما بعد MIME + BaCl2 لأن هذه النقطة من الوقت يلتقط المرحلة المتوسطة للتجديد، عندما يتم مركزياً المنبسطة أغلبية من الألياف المجددة. نقوم بدراسة التجارة والنقل + الفئران كمضيفين ل MIME، حتى أنه عندما نحن في نهاية المطاف زرع الأعضاء البشرية العضلات المأخوذة في الفئران المضيف، أننا سوف تكون قادرة على سهولة التمييز بين ألياف العضلات من أصل البلدان المضيفة والمانحة. نحن استخدام الماوس العضلات مؤسسة كهرباء لبنان الأنسجة المانحة التجريبية، حيث أظهرت الألياف واحدة من هذه العضلة إمكانات شذوذ أكبر من العضلات تا9. عضلة مؤسسة كهرباء لبنان هو أيضا التآزري للعضلات تا وتكوين الألياف من نوع مماثل. أن البيانات الأولية تشير إلى أن MIME قادرة على تيسير ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة في العضلات المضيف.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1323">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NSG-GFP mice</td>
			<td style="width:309px;">The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME)</td>
			<td style="width:247px;">Stock #021937</td>
			<td style="width:552px;">Immunodeficient host mice that ubiquitously express green fluorescent protein</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">C57BL/6J mice</td>
			<td style="width:309px;">The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME)&#160;</td>
			<td style="width:247px;">Stock #000664</td>
			<td>Control donor mice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tabletop isoflurane vaporizer&#160;</td>
			<td style="width:309px;">VetEquip (Livermore, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Item #901801</td>
			<td>Inhaled anesthesia system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Magic depilatory crea</td>
			<td style="width:309px;">Softsheen Carson (New York, NY)</td>
			<td style="width:247px;">N/A</td>
			<td>Razorless hair removal cream</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">4-0 Silk, black, braided, non-absorbable sutures</td>
			<td style="width:309px;">Roboz Surgical Instrument Co, Inc. (Gaithersburg, MD)</td>
			<td style="width:247px;">SUT106631</td>
			<td>Guiding sutures for donor tissue</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">VetBond veterinary tissue adhesive</td>
			<td style="width:309px;">3M (Maplewood, MN)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #1469Sb</td>
			<td>Veterinary tissue adhesive for sutureless skin closure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Barium chloride&#160;</td>
			<td style="width:309px;">Ricca Chemical Company (Arlington, TX)</td>
			<td style="width:247px;">Product #R0854000-500A 854-16&#160;</td>
			<td>Myotoxin to induce muscle damage and stimulate regeneration</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Deltaphase isothermal gel heating pad&#160;</td>
			<td style="width:309px;">Braintree Scientific (Braintree, MA)</td>
			<td style="width:247px;">&#160;Item #39DP</td>
			<td>Heating pad to provide thermal support to animals while under anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HM525NX cryostat&#160;&#160;</td>
			<td style="width:309px;">ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #HM525NX&#160;</td>
			<td>Cryostat to make frozen sections of muscle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vectashield Antifade Medium</td>
			<td style="width:309px;">Vector Laboratories, Inc. (Burlingame, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog Number: H-1000</td>
			<td>Antifade medium to preserve fluorescence in immunofluorescently labeled samples</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rabbit anti Desmin Antibody</td>
			<td style="width:309px;">Labvision Thermo Scientific (Fremont, CA)</td>
			<td style="width:247px;">RB9014P</td>
			<td>Rabbit anti desmin antibody for desmin immunofluorescent labeling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Goat anti Rabbit Alexa 568 Antibody</td>
			<td style="width:309px;">ThermoFisher (Waltham, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog#: A-21069</td>
			<td>Goat anti rabbit secondary antibody for desmin immunofluorescent labeling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">4&#39;,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)&#160;</td>
			<td>Seracare (Milford, MA)</td>
			<td style="width:247px;">Catalog #5930-0006 or 71-03-01</td>
			<td>Reagent for fluorescent labeling of nuclei</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Axio Scope.A1 microscope</td>
			<td style="width:309px;">Carl Zeiss (Peabody, MA)&#160;</td>
			<td style="width:247px;">Product #Axio Scope.A1</td>
			<td>Light and fluorescence microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Photoshop CS4</td>
			<td style="width:309px;">Adobe Systems (San Jose, CA)</td>
			<td style="width:247px;">Photoshop CS4</td>
			<td>Imaging Software for perform image tiling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Image J</td>
			<td style="width:309px;">National Institutes of Health (Bethesda, MD)</td>
			<td style="width:247px;">Image J for Windows 64-bit Operating System</td>
			<td>Imaging Software for quantitative fluorescence analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

minimally invasive muscle embedding (mime) - a novel experimental technique to facilitate donor-cell-mediated myogenesis

الهيكل العظمى والعضلات تمتلك قدرة التجدد بسبب المقيم في الأنسجة, مدرة من الألياف العضلية (شذوذ) الأقمار الصناعية خلايا (SCs)، التي يمكن أن تشكل ألياف العضلات جديدة تحت الظروف المناسبة. على الرغم من أن يمكن حصادها من أنسجة العضلات المنبوذة ومثقف في المختبر، الخلايا ميوبلاست الناتجة ليست فعالة جداً في تعزيز ميوجينيسيس عند زرعها في العضلات المضيف. جراحيا تعريض عضلة المضيف وترقيع أجزاء من أنسجة العضلات المانحة، أو ألياف العضلات معزولة مع تلك الطوائف المنبوذة على المضيف والعضلات، وتعزز ميوجينيسيس أفضل مقارنة بزرع ميوبلاست. قمنا بتطوير تقنية رواية التي نسميها الحد الأدنى الغازية العضلات التضمين (MIME). MIME ينطوي على تمرير إبرة جراحية من خلال العضلات المضيف ورسم قطعة من الأنسجة العضلية المانحين من خلال مسار الإبرة ثم ترك الأنسجة المانحة جزءا لا يتجزأ من العضلة المضيف حيث أنها قد تكون بمثابة مصدر للطوائف المنبوذة للعضلات المضيف. هنا يصف لنا بالتفصيل الخطوات التي تشترك في أداء MIME في طراز ماوس العوز التي تعرب عن بروتين فلوري أخضر (التجارة والنقل) في جميع خلاياه. نقص المناعة المكتسب في الماوس المضيف يقلل من خطر الرفض المناعي للأنسجة المانحين، وتعبير بروتينات فلورية خضراء يتيح سهولة تحديد المضيف ألياف العضلات (بروتينات فلورية خضراء +) والمستمدة من الخلية المانحة ألياف العضلات (بروتينات فلورية خضراء-). لدينا البيانات التجريبية تشير إلى أنه يمكن استخدام MIME زرع عضلة طويلة (مؤسسة كهرباء لبنان) أصابع باسطة من ماوس مانحة في العضلات (تا) الظنبوبي الأمامي على فأرة الحاسوب المضيف. البيانات المتوفرة لدينا تشير أيضا إلى أنه عندما يتم حقن ميوتوكسين (كلوريد الباريوم، BaCl2) في العضلات المضيف بعد MIME، هناك أدلة ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة في العضلات المضيفة، مع حوالي 5%، 26%، 26% و 43% من الألياف في مضيف واحد تا العضلات تظهر لا مساهمة المضيف والمضيفة أدنى مساهمة، ومساهمة المضيف معتدلة ومساهمة المضيف القصوى، على التوالي.

وترد الجهة المانحة مؤسسة كهرباء لبنان التي يتم زرعها قبل MIME MIME بعد 3 أيام، داخل حجرة العضلات تا المضيف (الشكل 2A–ج). كما هو متوقع، المقاطع العرضية للعضلات تا من الفئران المانحين، درس تحت البصريات الأسفار، وعدم إظهار الفلورية الخضراء نظراً لأنها لا تعبر عن التجارة والنقل (الشكل 2D). وفي المقابل، إظهار المقاطع العرضية للعضلات تا من الفئران المضيف التي يتم زرعها لا مع الأنسجة المانحين، الفلورية الخضراء موحدة في ألياف العضلات تا، كما الألياف التعبير عن التجارة والنقل (الشكل 2E). في المقاطع العرضية للعضلات مزروع ب MIME مع أنسجة العضلات المانحة، هناك خط ترسيم الحدود بين ألياف العضلات المضيف (بروتينات فلورية خضراء +) وألياف العضلات المانحة (بروتينات فلورية خضراء-). تعرض الصور على النقيض المرحلة الحقول البصرية المعروضة في 2D الرقم–و في الشكل 2E'–و' ، وتشير إلى أن هناك بالفعل ألياف العضلات الموجودة في المناطق حيث يوجد لا التجارة والنقل إشارة.
في MIME بعد 14 يوما وحقن2 BaCl، عن طريق دراسة عبر التسلسلي غير مسمى الأقسام عضلة تا التي تركت أو المسماة بالأجسام المضادة إلى ديسمين (الشكل 3)، ونحن نعلم أن يعبر عن إشارة التجارة والنقل بجميع ألياف العضلات في العضلات غير المعالجة من الفئران المضيف، ولكن ليس في العضلات تعامل MIME (وسم ديسمين الأحمر يكشف ألياف العضلات قابلة للتطبيق). العضلة المضيف تا تعامل مع حقن2 MIME و BaCl، ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة يتضح من وجود الكثير من ألياف العضلات desmin(+) التي تظهر أي إشارة بروتينات فلورية خضراء لا يمكن اكتشافها (الشكل 3–د، ج 3 ' –د'). ويمكن الكشف عن تشيميريك ألياف العضلات الناجمة عن انصهار المحتمل للخلايا المضيفة والمانحة شذوذ من المنخفض إلى مستويات معتدلة من الأسفار التجارة والنقل التي أظهرتها هذه الألياف. تظهر العديد من ألياف تشيميريك عبر قطر كامل تا العضلات مما يوحي بأن الجهة المانحة المنبوذة قادرة على ترحيل عدة مئات من ميكرون داخل ابيميسيوم عضلة المضيف. ويبين كوانتيتيشن للتجارة والنقل + ألياف 3E الشكل. ويبين الشكل 4 تضخم عالية صور من مقاطع المسلسل أكمله MIME + BaCl2 تعامل تا العضلات.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig1.jpg"> 
الشكل 1 . الخطوات المتضمنة في الحد الأدنى الغازية العضلات التضمين (MIME). MIME تتم تحت التخدير العام. أنها تنطوي على وضع ~ 10 ملغ من المانحين العضلات (الماوس المانحة مؤسسة كهرباء لبنان) في حل المسابقة وربط خيوط التوجيهية لأطرافه (A). إبرة عيار 18 يتم تمريرها من خلال المحور الطويل للعضلات المضيفة (ب) ويتم رسمها الأنسجة المانحين من خلال المسار إبرة (ج). الأنسجة المانحة اليسار مضمن في العضلات المضيف (د)وهي قطع خيوط التوجيهية والثقوب إبرة مختومة بمادة لاصقة الأنسجة (ه). يتم الإشارة إلى الجراح إبرة مختومة مع الأسهم (F). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig2.jpg"> 
الشكل 2 . دراسات عضلة تا 3 أيام بعد MIME. العضلات المضيف التي تم جمعها بعد MIME؛ 3 أيام ملاحظة إبرة علامات على المضيف تا (الأسهم؛ أ-ب). وتؤكد البيانات كذلك أن الماوس المانحة مضمن مؤسسة كهرباء لبنان هو متخفيين داخل حجرة العضلات تا (ب-ج). صور الأسفار للعضلات تا إظهار المقاطع العرضية لا الفلورية الخضراء في العضلات تا البرية من نوع (د)والأسفار الأخضر الساطع في العضلات "تا" مجموعة موردي المواد النووية-التجارة والنقل (ه)تمييز بين الحكومات المضيفة والمانحة العضلية في العضلات "تا" مجموعة موردي المواد النووية-التجارة والنقل في 3 أيام بعد MIME (F). الصور التباين المرحلة الحقول البصرية في د إف ترد في د 'و'، على التوالي. الخط الأحمر في اللوحات و وو ' يظهر خط ترسيم الحدود بين الأنسجة المضيفة والمانحة. شريط المقياس = 50 ميكرومتر. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55731/55731fig3.jpg"> 
الشكل 3 . دراسات للعضلات تا 14 يوما بعد MIME. جمع بيانات 14 يوما وترد MIME بعد. إشارة حمراء من وسم إيمونوفلوريسسينت من ديسمين (إشارة إيجابية ديسمين تعني أن ميوفيبيرس قابلة للتطبيق)، إشارة زرقاء DAPI (البقع نوى)، وإشارة خضراء من التجارة والنقل. في "تا التحكم" العضلات (حق اللكتات) تحصد من الماوس المضيف، كما هو متوقع، ميوفيبيرس ما يقرب من جميع الإيجابية ديسمين، مما يوحي بأن هذه ميوفيبيرس قابلة للتطبيق (A؛ إشارة حمراء). بالإضافة إلى ذلك، استناداً إلى تلطيخ DAPI، فمن الواضح أن ميونوكلي من ميوفيبيرس كلها تقريبا تقع محيطيا، كما هو متوقع في العضلات صحية (A؛ إشارة زرقاء). وتظهر المقاطع المسلسل عضلة "التحكم تا" أن ما يقرب من جميع ألياف العضلات أخضر ساطع، مما يعني ضمناً أن تكون إيجابية بالنسبة للتجارة والنقل. في MIME + BaCl2 -تعامل تا العضلات (اليسار اللكتات)، ميوجينيسيس خلية توسطت المانحة يتضح من وجود الكثير من ألياف العضلات desmin(+) التي تظهر لا يمكن كشفها fluorescence بروتينات فلورية خضراء (د ج، ج '-د'). ألياف العضلات Desmin(+) مع منخفضة إلى معتدلة بروتينات فلورية خضراء الفلورية (ألياف العضلات تشيميريك) موجودة عبر قطر العضلات تا كامل، مما يوحي بأن MIME توفر الجهات المانحة المنبوذة التي يمكن أن تهاجر داخل ابيميسيوم عضلة تا وتعزيز ميوجينيسيس المستمدة من الخلية المانحة. أ '--D' صور عالية التكبير من مناطق داخل مربعات زرقاء في ألف-دال وترد كوانتيتيشن من ألياف GFP(+) وألياف الأنوية مركزياً في ه. تغيير حجم أشرطة = 100 ميكرومتر (أ-د) و 50 ميكرون (A '-د'). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" s alt="Figure 4" class="xfigimg"></img alt="Figure 4" class="xfigimg" s>rc="/files/ftp_upload/55731/55731fig4.jpg"/> 
الشكل 4 . أدلة على أضرار واسعة النطاق والتجديد 14 يوما بعد حقن2 MIME و BaCl. تضخم عالية، يتم عرض المقاطع العرضية المسلسل أكمله MIME + BaCl2 تعامل تا العضلات. وتشير البيانات إلى أن الكثير من ألياف العضلات، ومعتدلة أو بشدة بروتينات فلورية خضراء + قد يقع نوى (أ-ب؛ والأحمر إشارة في ألف من ديسمين وإشارة زرقاء في ألف من DAPI، وإشارة خضراء في ب من التجارة والنقل). تشير هذه البيانات إلى أن الانحطاط وتجديدها بعد حقن2 BaCl لا يؤثر على التعبير التجارة والنقل. وفي هذا السياق، تقترح وجود ألياف العضلات الأنوية مركزياً في MIME + BaCl2 تعامل تا العضلات، مع القليل إلى أي تعبير بروتينات فلورية خضراء، أن هذه الألياف هي النتيجة المحتملة ميوجينيسيس (أو التجديد) مع مساهمة كبيرة من بروتينات فلورية خضراء-شذوذ الخلايا. يمكن التحقق هذه الملاحظات كذلك في الصور التكبير عالية من الحقول المحددة (ج-F؛ جيم ودال وهاء وواو، على التوالي، هي تداخل مناطق من المسلسل المقاطع العرضية؛ الترميز باللون لحدود الصورة تدل على موقع تلك المناطق في A و B). تغيير حجم أشرطة = 100 ميكرومتر (أ-ب) و 50 ميكرون (ج-F). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55731/55731fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>

Watch this Scientific Journal Video about Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis at JoVE.com

Minimally Invasive Muscle Embedding MIME - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

يصف لنا تقنية تجريبية رواية أن نسميه الحد الأدنى الغازية العضلات التضمين (MIME)، الذي يستند إلى الأدلة أن أنسجة العضلات الهيكلية تحتوي على خلايا شذوذ قابلة للتطبيق يمكن أن تسهل ميوجينيسيس خلية توسطت المانحة عند زرعها في عضلة مضيف.

عضلة مينيملي التضمين (MIME)-تقنية تجريبية رواية تيسيرا للمانحين-خلية-توسط ميوجينيسيس

Skeletal muscle possesses regenerative capacity due to tissue-resident, muscle-fiber-generating (myogenic) satellite cells (SCs), which can form new ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Minimally Invasive Muscle Embedding (MIME) - A Novel Experimental Technique to Facilitate Donor-Cell-Mediated Myogenesis

Corneal Confocal Microscopy: A Novel Non-invasive Technique to Quantify Small Fibre Pathology in Peripheral Neuropathies

متحد البؤر المجهري القرنية : رواية غير الغازية تقنيات لقياس الصغيرة الأمراض الليفية في اعتلال الأعصاب المحيطية

The accurate quantification of peripheral neuropathy is important to define at risk patients, anticipate deterioration, and assess new therapies. ...

Photothrombotic Ischemia: A Minimally Invasive and Reproducible Photochemical Cortical Lesion Model for Mouse Stroke Studies

نقص التروية Photothrombotic: A الضوئية نموذج الآفات القشرية المناظير وقابلة للتكرار للدراسات السكتة الدماغية ماوس

The photothrombotic stroke model aims to induce an ischemic damage within a given cortical area by means of photo-activation of a previously injected ...

Minimally Invasive Establishment of Murine Orthotopic Bladder Xenografts

مؤسسة المناظير الفئران مثلي المثانة Xenografts

Orthotopic bladder cancer xenografts are the gold standard to study molecular cellular manipulations and new therapeutic agents&#160;in vivo. Suitable ...

Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice

المناظير مستعرض الأورطي انقباض في الفئران

Minimally invasive transverse aortic constriction (MTAC) is a more desirable method for the constriction of the transverse aorta in mice than standard ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

تقنية من كسبها انقباض الابهري عرضية في الفئران لتحريض تضخم البطين الأيسر

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

An Anatomical Study of Nerves at Risk During Minimally Invasive Hallux Valgus Surgery

دراسة تشريحية للأعصاب المعرضة للخطر أثناء جراحة مينيملي إبهام Valgus

The growing popularity of minimally invasive surgical (MIS) procedures makes it necessary that new anatomical references arise, to aid in tridimensional ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

نموذج مينيملي لتحليل الكسر Endochondral الشفاء في الفئران تحت ظروف النشاط الحيوي موحدة

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...

Electromagnetic Navigation Transthoracic Nodule Localization for Minimally Invasive Thoracic Surgery

الملاحة الكهرومغناطيسية توطين العقيدات عبر الصدر لجراحة الصدر طفيفة التوغل

The increased use of chest computed tomography (CT) has led to an increased detection of pulmonary nodules requiring diagnostic evaluation and/or ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

نموذج الفئران قبل السريرية لدراسة نقص التروية-ضخ الاصابه في جراحه المجهرية الترميمية

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...

Evaluation of Capnography Sampling Line Compatibility and Accuracy when Used with a Portable Capnography Monitor

تقييم التوافق خط أخذ عينات Capnography والدقة عند استخدامها مع مراقبة كابنوغرافيا المحمولة

Capnography is commonly used to monitor patient&#8217;s ventilatory status. While sidestream capnography has been shown to provide a reliable assessment ...